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[SGL22-P04] 相馬中村層群中ノ沢層から小山田層にかけての層序と堆積相：ジュラ紀後期−白亜紀最前期の堆積環境変遷
キーワード：相馬中村層群、J/K境界、中ノ沢層、小山田層、堆積相層序、海水準変動
相馬中村層群は，福島県太平洋側の阿武隈山地東縁の双葉断層に沿って分布する，中部ジュラ系〜下部白亜系である．日本における同時代層の中では，整然と連続する数少ない地層群として，また，ジュラ系−白亜系境界層準をまたぐ地層群として重要である（図）．
この数年，相馬中村層群上半部の(1)栃窪層（陸成：オックスフォーディアン）最上部から，(2)中ノ沢層（海成：キンメリッジアン〜前期チトニアン），(3)富沢層（陸成：後期チトニアン），(4)小山田層（海成：白亜紀最前期ベリアシアン〜バランギニアン）の層序・堆積相・化石相の全容を把握することができた（安藤ほか，2022，2023）ので，概要を紹介する．そして，ジュラ紀−白亜紀（J/K）境界を挟んだ環境変化を考察する．
層序と堆積相
中ノ沢層下半部の館ノ沢砂岩部層は，砂質河川成である栃窪層の分級の良い石英質砂岩に，波浪ラビンメント面を介して重なる海進残留相から始まる，外洋浅海から内湾−ラグーンに至る上方浅海化を示す海退性の砂質堆積物である．数回の小規模な振動を伴う相対海水準の緩やかな上昇期に，珪質砕屑性堆積システムが前進することによってできたと判断される．
中ノ沢層上半部の小池石灰岩部層は，館ノ沢砂岩部層上部の内湾-ラグーン成砂岩から岩相が急変して整合的に重なる．小池石灰岩部層は珪質砕屑物供給が停止することで成立した炭酸塩バリア–ラグーンシステムが，少なくとも東西数km，南北10 km超の炭酸塩プラットフォームを構成していたことを示唆する．分布域全域に追跡される5層の上方細粒化堆積相累重（FFS：層厚数–10数m）は，バリア浅瀬→浅瀬後背→ラグーンへの変化をもたらした，5回の小規模な相対海水準変動による海退–海進の繰り返しで形成された．
富沢層は最下部に石英質砂岩が厚く発達することから，後背地での花崗岩の急速な風化による大量の石英砂の供給があったことがわかる．小山田層(最大層厚約175m) の下部（25–50m）はこの富沢層に波浪ラビンメント面（侵食性の不整合境界）を介して重なる，外洋浅海（内側陸棚–上部外浜）成砂岩と酸性凝灰岩および凝灰質砂岩からなる．下部層には上方粗粒化（前進/海退性）堆積相累重が数層認められる．最大層厚45mを越える白色珪質凝灰岩卓越層は，火山弧での活発な酸性火山活動の産物である．しかし，北上山地で年代測定されている火成岩類の年代より古いことから，その火成活動の時期や意義を検討する必要がある．小山田層上部層は均質な暗灰色シルト岩からなる外側陸棚−陸棚斜面相である．
小山田層の堆積年代は，アンモナイトや放散虫からベリアシアン–前期バランギニアンとされてきたが，最近報告された凝灰岩のU-Pb年代（都丸ほか，2022）や海水準変動曲線との比較から，末期ベリアシアン以降もしくはバランギニアンである可能性が高く，年代の再検討の必要がある．いずれにしてもJ/K境界は富沢層−小山田層間の不整合に位置することになる．
海水準変動と古環境
中ノ沢層はキンメリッジアンからチトニアン前期の第2オーダー高海水準期において，第3オーダー海水準変動に対応して形成された可能性が指摘される．小池石灰岩はジュラ紀後期温室期の亜熱帯気候を反映していると判断され，後背地に乾燥気候が卓越して降水量が減少し珪質堆積物供給が中断することで炭酸塩プラットフォームが成立したものと見なされる．小池石灰岩中の5層のFFS分布と富沢層基底不整合の浸食古地形から，富沢層堆積前にプラットフォームは少なくとも層厚40mを越える陸上浸食を受けていたことがわかる．富沢層の堆積はチトニアン後期以降（場合によってはベリアシアン期に及ぶ）の低海水準期に対応したものであろう．
小山田層は一連の海進傾向を示すが，下部から上部の変化は明瞭でそこで大規模な深海化が生じたことがわかる．この海進は，汎世界的海水準変動曲線の中期バランギニアン〜オーテリビアンの大規模な上昇期と対応するとみなせば堆積相変化が説明しやすい．
館ノ沢部層下半部と小山田層下部の浅海成細粒砂岩層は，それぞれ層厚が100ｍを越えないがハンモック状斜交層理に代表される波浪堆積構造が頻繁で，宮古層群より上位の東北日本の白亜紀前弧堆積盆によく見られる波浪卓越型浅海成砂岩と堆積相が似ており，ジュラ紀後期〜白亜紀前期の古東北日本弧の前弧にも，類似の堆積環境が成立していた．
文 献
安藤寿男・田口翔平・森野善弘 (2022), 地質学雑誌, 128, 475-499.
安藤寿男・鈴木大河・田口翔平・平 宗雄・猪瀬弘瑛 (2023), 福島県立博物館紀要，37.
都丸大河・高嶋礼詩・西 弘嗣ほか，2022，日本地質学会第129年学術大会講演要旨，T5-O-9.
この数年，相馬中村層群上半部の(1)栃窪層（陸成：オックスフォーディアン）最上部から，(2)中ノ沢層（海成：キンメリッジアン〜前期チトニアン），(3)富沢層（陸成：後期チトニアン），(4)小山田層（海成：白亜紀最前期ベリアシアン〜バランギニアン）の層序・堆積相・化石相の全容を把握することができた（安藤ほか，2022，2023）ので，概要を紹介する．そして，ジュラ紀−白亜紀（J/K）境界を挟んだ環境変化を考察する．
層序と堆積相
中ノ沢層下半部の館ノ沢砂岩部層は，砂質河川成である栃窪層の分級の良い石英質砂岩に，波浪ラビンメント面を介して重なる海進残留相から始まる，外洋浅海から内湾−ラグーンに至る上方浅海化を示す海退性の砂質堆積物である．数回の小規模な振動を伴う相対海水準の緩やかな上昇期に，珪質砕屑性堆積システムが前進することによってできたと判断される．
中ノ沢層上半部の小池石灰岩部層は，館ノ沢砂岩部層上部の内湾-ラグーン成砂岩から岩相が急変して整合的に重なる．小池石灰岩部層は珪質砕屑物供給が停止することで成立した炭酸塩バリア–ラグーンシステムが，少なくとも東西数km，南北10 km超の炭酸塩プラットフォームを構成していたことを示唆する．分布域全域に追跡される5層の上方細粒化堆積相累重（FFS：層厚数–10数m）は，バリア浅瀬→浅瀬後背→ラグーンへの変化をもたらした，5回の小規模な相対海水準変動による海退–海進の繰り返しで形成された．
富沢層は最下部に石英質砂岩が厚く発達することから，後背地での花崗岩の急速な風化による大量の石英砂の供給があったことがわかる．小山田層(最大層厚約175m) の下部（25–50m）はこの富沢層に波浪ラビンメント面（侵食性の不整合境界）を介して重なる，外洋浅海（内側陸棚–上部外浜）成砂岩と酸性凝灰岩および凝灰質砂岩からなる．下部層には上方粗粒化（前進/海退性）堆積相累重が数層認められる．最大層厚45mを越える白色珪質凝灰岩卓越層は，火山弧での活発な酸性火山活動の産物である．しかし，北上山地で年代測定されている火成岩類の年代より古いことから，その火成活動の時期や意義を検討する必要がある．小山田層上部層は均質な暗灰色シルト岩からなる外側陸棚−陸棚斜面相である．
小山田層の堆積年代は，アンモナイトや放散虫からベリアシアン–前期バランギニアンとされてきたが，最近報告された凝灰岩のU-Pb年代（都丸ほか，2022）や海水準変動曲線との比較から，末期ベリアシアン以降もしくはバランギニアンである可能性が高く，年代の再検討の必要がある．いずれにしてもJ/K境界は富沢層−小山田層間の不整合に位置することになる．
海水準変動と古環境
中ノ沢層はキンメリッジアンからチトニアン前期の第2オーダー高海水準期において，第3オーダー海水準変動に対応して形成された可能性が指摘される．小池石灰岩はジュラ紀後期温室期の亜熱帯気候を反映していると判断され，後背地に乾燥気候が卓越して降水量が減少し珪質堆積物供給が中断することで炭酸塩プラットフォームが成立したものと見なされる．小池石灰岩中の5層のFFS分布と富沢層基底不整合の浸食古地形から，富沢層堆積前にプラットフォームは少なくとも層厚40mを越える陸上浸食を受けていたことがわかる．富沢層の堆積はチトニアン後期以降（場合によってはベリアシアン期に及ぶ）の低海水準期に対応したものであろう．
小山田層は一連の海進傾向を示すが，下部から上部の変化は明瞭でそこで大規模な深海化が生じたことがわかる．この海進は，汎世界的海水準変動曲線の中期バランギニアン〜オーテリビアンの大規模な上昇期と対応するとみなせば堆積相変化が説明しやすい．
館ノ沢部層下半部と小山田層下部の浅海成細粒砂岩層は，それぞれ層厚が100ｍを越えないがハンモック状斜交層理に代表される波浪堆積構造が頻繁で，宮古層群より上位の東北日本の白亜紀前弧堆積盆によく見られる波浪卓越型浅海成砂岩と堆積相が似ており，ジュラ紀後期〜白亜紀前期の古東北日本弧の前弧にも，類似の堆積環境が成立していた．
文 献
安藤寿男・田口翔平・森野善弘 (2022), 地質学雑誌, 128, 475-499.
安藤寿男・鈴木大河・田口翔平・平 宗雄・猪瀬弘瑛 (2023), 福島県立博物館紀要，37.
都丸大河・高嶋礼詩・西 弘嗣ほか，2022，日本地質学会第129年学術大会講演要旨，T5-O-9.